益生菌是能够提高人、动物和植物健康水平的活菌、代谢产物和酶的总称。经过 30 多年的连续研发积累，在双歧杆菌、乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌和光合细菌等一系列益生菌的筛选、功能评价特别是优化培养控制方面取得了一系列研究成果，均获得了超高细胞浓度的微生物培养物，为企业节约成本高效获得微生物细胞和代谢产物奠定了坚实的基础。

益生菌是能够提高人、动物和植物健康水平的活菌、代谢产物和酶的总称。经过 30 多年的连续研发积累，在双歧杆菌、乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌和光合细菌等一系列益生菌的筛选、功能评价特别是优化培养控制方面取得了一系列研究成果，均获得了超高细胞浓度的微生物培养物，为企业节约成本高效获得微生物细胞和代谢产物奠定了坚实的基础。

本实用新型涉及一种益生菌培养装置，包括透明的箱体、与箱体铰接连接的透明箱门、培养装置和营养液提供装置，培养装置包括培养皿和设置于培养皿底部的凸轮，培养皿内底部设置有电热恒温加热板，培养皿两端活动固定在箱体内两侧壁上的固定杆上，凸轮驱动培养皿摇晃，营养液提供装置包括储液筒、泵体、输液管和设置于输液管上的喷嘴，储液筒连接输液管，输液管上设置泵体；本实用新型通过将益生菌接种在培养皿中，箱体确保培养皿始终处于无菌环境中，避免杂菌感染，凸轮驱动培养皿均匀的摇晃，使得培养皿内益生菌都能获得均匀的光照和营养液，电热恒温加热板使得培养皿的温度始终处于37℃左右，营养液从喷嘴喷洒到培养皿内。

过敏性疾病已经成为世界第六大疾病，涉及全球 22%的人口。如哮喘、鼻 炎、过敏性湿疹、食物过敏和过敏性休克等均与特异性免疫球蛋白 E（IgE）介 导的免疫反应密切相关，但目前过敏疾病的治疗药物存在副作用，不宜长期使用。江南大学食品生物技术中心经过多年的积累，通过体外高通量筛选。细 胞、动物模型，人群临床试食及多组学机制解析等手段，研究得到能够有效调 节免疫，缓解过敏性疾病，可长期食用无毒副作用的益生菌；并以此为基础， 开发了提升益生菌在消化道中抗逆性的关键技术，并攻克了菌种在产业化应用时的发酵工艺、活性保持、生产技术等多层面难题。 主要成果包括： （1）研发得到 3 株有效缓解不同过敏性疾病的益生菌，长双歧杆菌 CCFM1029 通过降低血清中总 IgE 水平，皮肤组织 IL-4、IL-13 水平，局部组织 中组胺的释放，以及炎症细胞的浸润，缓解过敏性湿疹；短双歧杆菌 CCFM1067 通过改善肥大细胞炎症浸润，降低皮肤组织中 IL-13 和 CCL11 水平，且提高皮 肤组织中 IL-10 的表达，最终实现缓解特应性皮炎症状；罗伊氏乳杆菌 CCFM1040 显著降低过敏性哮喘小鼠肺部病理炎症，抑制血清中尘螨特异性免疫30 球蛋白 IgG1 的产生，降低肺泡灌洗液中 IL-5、IL-13、IL-17A 的含量，缓解过 敏性哮喘症状； （2）通过剖析益生菌的底物代谢规律和关键限制性生长因子，建立科学有 效的益生菌特异性增殖培养体系，并基于生长过程碳氮代谢规律，提出遵循底 物消耗规律的自动补料技术和发酵精准化自动控制工艺。益生菌增殖密度达到 1.0×1010 cfu/mL 以上，是传统培养方法的 5~10 倍： （3）开发了提高益生菌消化道耐受性的关键技术，解决了菌株通过胃肠道 后存活率低的技术难题。通过开发高渗预胁迫、微胶囊预包埋等技术，使功能 菌株在胃酸环境下的存活率达到 95%以上，在胆盐环境下的存活率达到 90%以 上。 

本实用新型涉及一种益生菌培养、烘干一体机，包括箱体、箱门、培养装置、营养液提供装置和烘干装置，培养装置包括培养皿和设于培养皿底部的凸轮，营养液提供装置包括储液筒、泵体、输液管和设于输液管上的喷嘴，烘干装置包括烘干箱、下料管、喷雾器、热风管，下料管一端连接培养皿，另一端连接喷雾器，热风管一端与烘干箱相连通，另一端连接有三通阀，热风管上设有加热装置，三通阀还连接有进风管和冷风管，进风管与鼓风机相连，冷风管与箱体相连通；本实用新型确保培养皿始终处于无菌环境中，避免杂菌感染，凸轮驱动培养皿均匀的摇晃，使得培养皿内益生菌都能获得均匀的光照和营养液，烘干装置快速对益生菌进行快速干燥并维持菌体活性。

进入到21世纪，世界人口老龄化问题不断凸显，我国作为人口大国，老龄化问题也正在不断加剧，预计2025年，六十岁以上人口将达到3亿，成为超老年型国家。其中，骨质疏松症已成为威胁中老年人健康的主要疾病之一，越来越多的人受到该病症的危害。课题组从我国传统发酵食品中筛选获得一株植物乳杆菌AR495，具有良好的缓解骨质疏松功能，具体表现如下：（1）AR495能够显著提高骨矿物质含量，增加骨密度以及骨弹性模量，通过降低胫骨中RORα与RORγ基因的表达，调控RANK/RANKL/OPG骨代谢通路，降低骨质流失，从而缓解骨质疏松；（2）AR495能够提高肠道屏障完整性，减少骨质疏松引起的炎症反应；（3）具有良好的耐酸耐胆盐特性，能够高存活率通过胃肠道。 相关技术指标： 植物乳杆菌AR495能够显著改善因为雌激素缺乏导致的骨质疏松，提高股骨骨密度、骨体积分数、骨小梁数目、骨小梁厚度以及弹性模量，并且骨小梁厚度与弹性模量恢复到正常水平。 技术创新点： 骨质疏松对于中老年人健康影响非常大，目前用于治疗骨质疏松的药物存在潜在并发症风险并且副作用也较为明显。本技术提供的益生菌植物乳杆菌AR495能够有效降低骨质流失，缓解骨质疏松，并且益生菌的安全性非常好，能够制作成多种食品制剂进行长期食用，对于骨质疏松患者来说有重要的意义。

该成果 2016 年获广西科学技术二等奖。通过建立人源益生菌高效筛选技术，并选育了具有自主知识产权、性能优异且稳定的人源益生菌；构建了益生菌功能发掘、功能特性高效表达技术及高活性益生菌发酵乳品制备技术。成果还建设了我国最大的长寿人群益生菌种质资源库，科研成果在免疫调节功能益生菌体外筛选模型构建、黏附定植新技术等方面处于国际领先水平。

一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 本成果依托江苏省农业科技自主创新项目“功能性安全生物发酵饲料关键技术研发与应用”研发，通过大量实验筛选出的有益微生物对饲料原料进行发酵，用于动物生产。 选用优质饲料原料利用筛选分离的有益微生物经发酵工艺制成，能提高动物饲料的营养吸收，提升免疫和抗病能力，促进养殖动物肠道健康；发酵过程中生长的有益微生物强化肠道健康；发酵产生的风味物质有助于提高饲料适口性以及对养殖动物诱食性。有助于提高饲料适口性利于动物肠道健康，促进动物生长，降低饲料成本。

本项目获 2015 年中国专利金奖，2015 年江苏省科学技术奖一等奖。 从上世纪 90 年代起开展了益生菌的大规模分离和筛选，得到了 20 多株具有重要益生功能和自主知识产权的专利菌株。课题组应用以上优良菌种和核心技术， 陆续研发了畅优发酵乳、畅优 ST-III 乳酸菌饮料、莫斯利安常温酸奶等新型发酵乳制品，市场增长率达到 50%，实现销售收入 120 多亿元，不仅创造了良好的 经济效益，而且树立了科技创新、引领中国乳业健康成长的标杆。成果的技术指标、创新性与先进性 （1）系统评价了 26 株专利菌株及其发酵乳的保健功能，植物乳杆菌 ST-III 对胆固醇的去除率为 45.17%，乳酸片球菌 P9 对李斯特菌的抑制率达 48.2%；对15 株典型益生菌菌株进行了全基因组测序和精细图谱绘制，覆盖率达到 260 倍以上，完成 10 株典型菌株的比较基因组分析，发现 ST-III 的耐酸和耐盐的分子机制等。 （2）开发氢氧型弱碱性阴离子交换、细胞微囊固定化高密度培养技术，活菌数分别达到 1.0×1011 cfu/mL 和 2.7×1011 cfu/g 以上，开发陶瓷微滤膜浓缩装置，浓缩倍率达 50 倍以上。 （3）开发新型液氮深冷发酵剂，实现超浓缩发酵剂的瞬时造粒，菌体存活率达 99%；液芯包囊新型发酵剂，4℃保藏一年菌体浓度达 1011 -1012cfu/g；生物膜载体新型发酵剂，热风干燥的菌浓度达 1010 cfu/g。 （4）开发高剪切粘度损失控制和二次巴杀技术，打破酸奶无法长期常温存 放的难题，实现酸奶常温下 5 个月以上的货架期；开发益生菌协同发酵技术，首创了国内植物乳杆菌发酵乳制品，成为全球销量最大的植物乳杆菌发酵乳制品。针对优良菌株进行了系统的功能评价和二次开发，解析了专利菌的益生性状、 生理特性、遗传背景及环境因子作用规律。基于终产物抑制解除、损伤修复、生物膜培养和胶囊化保护等机制开发了载体保护、反馈抑制解除、抗环境胁迫等高密度培养技术，并开发了液氮深冷、液芯包囊、生物膜载体等新型发酵剂产品。 以产业化生产为导向，攻克了益生菌协同发酵、低温长时发酵、高剪切粘度控制及质构保持、二次巴氏杀菌等新型发酵技术及生产工艺。形成了益生菌发酵乳制品的系统生产技术体系，开发出了系列新型益生菌发酵乳产品并实现了产业化生产

研究团队在黄酒、食药用真菌、乳制品发酵工艺以及产品开发方面进行持续研究，其中多项产品已进行产业化生产。乳制品方面，利用所筛选的益生菌，开发出不含有添加剂的无添加酸奶产品、复合功能性发酵乳，并在光明乳业、扬大康源乳业等企业转化应用；利用红曲菌为二级发酵剂，开发新型霉菌成熟软质干酪产品，包括表面成熟奶酪、内部成熟奶酪等，营养丰富、风味柔和，并在徐州市凯舜乳业转化应用。利用原生质体定向选育技术获得多株具有高耐酒精、高发酵活性的黄酒酿酒酵母，以此为基础开发了青稞黄酒、红曲黄酒等产品，并在上海金枫酒业、上海民